ارزیابی زمین‌آماری تغییرات مکانی برخی از ویژگی‌های خاک سطحی دشت ارسنجان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی فارس

2 مربی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز

چکیده

برای برنامه­ریزی، بهره‌برداری و مدیریت بهینۀ اراضی، شناخت پراکنش مکانی ویژگی­های خاک ضروری است. این پژوهش برای ارزیابی تغییرات مکانی ویژگی­های خاک در 5000 هکتار از اراضی دشت ارسنجان در استان فارس انجام گردید. بدین منظور، در 185 نقطۀ مطالعاتی EC، pH، درصد اندازۀ ذرات، سدیم، پتاسیم و کربن آلی خاک در یک شبکۀ منظم 500×500 متر اندازه­گیری شد. برای این متغیّرها با استفاده از نرم­افزارهای GS+ و ArcGIS بهترین مدل واریوگرامی از بین مدل­های خطی، نمایی، گوسی و کروی با بیشترین R2 و کمترین خطا تعیین گردید. بهترین روش میان­یابی نیز از بین میان­یاب­های کریجینگ، کوکریجینگ و وزن دادن عکس فاصله برای تخمین داده در نقاط فاقد اطلاعات انتخاب شد. برای انتخاب بهترین روش میان­یابی، از روش ارزیابی متقاطع و آماره­های MAE، MBE، MSE و RMSE استفاده شد. نقشة پراکنش مکانی ویژگی­های خاک با بهترین روش درون­یاب تهیه گردید. نتایج نشان داد ویژگی­های خاک تغییرپذیری بالایی دارند. شوری خاک از 44/0 تا 6/11 دسی­زیمنس بر متر، رس خاک از 4/3 تا 42 درصد، سیلت از 8/5 تا 1/93 درصد و شن از 4/2 تا 79 درصد متغیّربودند، و بافت خاک در منطقۀ دارای کلاس­های مختلف گرفت. بین ویژگی­های خاک همبستگی معنی­دار وجود داشت. بهترین مدل برای نیم­تغییرنمای منفرد مقادیر شوری خاک، pH و درصد رس مدل نمایی، برای درصد سیلت و شن مدل گوسی و برای کربن آلی خاک مدل کروی بود. مدل­های واریوگرامی ویژگی­های خاک در بیشتر موارد اثر قطعه­ای کوچک، همبستگی مکانی و ضریب تبیین بالا و مجموع مربعات خطا بسیار پایینی داشتند. گرچه پارامترهای نیم­تغییرنمای دوجانبۀ، مقادیر قابل قبولی داشت، ولی روش کریجینگ برای متغیّرهای مختلف در مقایسه با روش­های وزن­دادن عکس فاصله و کوکریجینگ تقریباً نااریب و از ارجحیت بیشتری برخوردار بود. بهترین روش میان­یاب برای درصد سیلت روش وزن­دادن عکس فاصله و برای بقیۀ متغیّرها بهترین میان­یاب کریجینگ بود. مقدار شوری و pH خاک از شمال به جنوب و مخصوصاً جنوب غربی افزایش داشت. مقدار رس و کربن آلی خاک از نیمه غربی به سوی نیمه شرقی کاهش نشان  می­دهد. روند تغییرات سدیم و پتاسیم خاک تقریباً مشابه و تحت تأثیر کیفیت بد آب کاربردی از شمال به جنوب افزایش داشت که بیانگر تخریب خاک و موجب شور و سدیمه شدن خاک در قسمت جنوبی بود. این مشکل رو به گسترش بوده و در آینده تهدید جدی بر منابع آب و خاک­های دشت است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geostatistical Assessment of Spatial Variability of Some Surface Soil Properties in Arsenjan Plain

نویسندگان [English]

  • A. Karami 1
  • S. Basirat 2
چکیده [English]

For optimum planning, utilization, and management of lands, recognition of spatial variability of soil properties is necessary. This research was conducted to evaluate spatial variability of soil properties in 5000 ha of Arsenjan plain in Fars province. For this purpose, soil salinity, pH, particle size percentage, sodium, potassium, and organic carbon (OC) were measured on a systematic squared grid pattern with 500*500 m at 185 sites. For these variables, the best variogram model among linear, exponential, Gaussian, and spherical models with the highest R2 and the least error was determined using GS+, and ArcGIS software. The best interpolation method was also selected among kriging, co-kriging, and inverse distance weighted (IDW) methods for estimating data in non-sampled areas. To select desirable interpolation method, cross validation was used by statistical parameters of mean bias error, mean absolute error, mean square error, and root mean square error. The soil properties spatial variation maps were obtained with the best interpolation method. Results showed that soil properties had high variability. Soil salinity varied from 0.44 to 11.6 dS per meter, clay from 3.4% to 42%, silt from 5.8% to 93.1%, and sand from 2.4% to 79%. Soil texture had different classes at the study area, and there was significant correlation between soil properties. The best model for the single semi-variogram of soil salinity, pH, and clay percent was the exponential model; for silt and sand percent it was Gaussian model, and for OM the spherical model. In most cases, soil properties variogram models had small amount of nugget effect, high spatial correlation and high R2, and low amount of RSS. Although cross variogram parameters had acceptable amounts, soil variable kriging method was the unbiased estimator for most soil variables compared to co-kriging and IDW methods. The best interpolation method for silt percent was IDW, and for the other soil properties, kriging was the best one. Soil salinity and pH increased from north to south, especially toward south western. Clay percent, and OC decreased from west to east, and silt percent had the maximum amount in the center and east of the plain. Soil sodium and potassium had approximately similar trend, increasing from north to south and were affected by the low quality of irrigation water. This indicated that soil degradation and salinization has been occurring in the south part of the plain. Soil degradation and salinization is in progress and is a serious threat for the soil and water resource of this plain in the future.

کلیدواژه‌ها [English]

  • کنترل علف‌های‌هرز
  • Herbivore insects